科学名家讲座：世界航天科技知识百科·航天飞行与外星探测卷(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：金诚致

出版社：哈尔滨出版社

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科学名家讲座：世界航天科技知识百科·航天飞行与外星探测卷试读：

前言

航天是进入、探索、开发和利用太空以及地球以外天体各种活动的总称，其目的是积极为人类生存活动服务。航天技术则是为航天活动提供技术手段和保障条件的综合性工程技术。

把人类活动领域从陆地、海洋、空中扩展到太空一直是我们梦寐以求的目标。1957年10月4日，前苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星，标志着人类进入了航天时代。

1961年4月12日，前苏联航天员加加林乘“东方”号飞船实现了人类首次太空飞行。在20世纪60年代，前苏联和美国掌握了人在太空中生活、工作，并完成各种科学实验以及航天器的交会对接和航天员出舱活动等载人航天的基本技术。

在此期间，美国还实施了举世闻名的“阿波罗”飞船的载人登月计划。1969年7月16日，美国航天员乘“阿波罗”飞船，实现了人类第一次在月面上着陆。

在掌握了载人航天的基本技术之后，前苏联和美国都决定在近地轨道建立载人航天活动的基地，即载人空间站。在空间站上，可利用空间的微重力，高真空等特殊环境进行各种科学、技术和应用试验，并探索载人航天的商业应用的广阔前景。

进入20世纪90年代，一些国家对建立月球基地产生了浓厚的兴趣。建立月球基地具有重大的经济和科学价值。月球上具有丰富的自然资源，可建立天文观测台和多学科实验室，还可利用月球资源建立月球工厂，和向火星等其它星球发射载人飞行器或探测器等。可以说，开发月球将成为空间站计划之后的伟大发展目标。

我国自1970年4月24日第一颗人造地球卫星发射成功后，航天科技也取得了长足进展，先后发射了“神舟”号试验飞船，这是我国航天史上的又一个里程碑，它标志着我国载人航天技术有了重大突破，使我国成为世界上掌握这一高技术的第三个国家。

2003年10月15日，我国自行研制的“神舟”五号载人飞船，在酒泉卫星发射中心由“长征—2F”型运载火箭成功发射升空。我国第一个探索太空的宇航员杨利伟实现了中华民族的千年梦想。2008年9月25日，我国自行研制的“神舟”七号载人飞船又成功实现了中国历史上宇航员第一次的太空漫步，使中国成为第三个有能力把航天员送上太空并进行太空行走的国家。

从神舟七号开始，中国开始进入载人航天的二期工程。在这一阶段里，将陆续实现航天员出舱行走、空间交会对接等科学目标。这些航天事业的成就标志着我国在卫星回收、卫星测控、一箭多星、高能低温燃料火箭以及在飞船技术等方面已跃居世界先进水平，我国的卫星发射和航天事业的发展令世界各国人民所瞩目。

发展载人航天是当今各国综合国力的直接体现，对我国人民具有非常长远的利益。各发达国家在发展战略上都将增强综合国力作为首要目标，其核心就是航天高科技的发展。

毫无疑问，在地球资源日渐枯竭的未来，对太空资源的开发和利用就日渐重要了。而载人航天技术显然在其中占有重要地位。现在已知浩瀚的太空是拥有丰富资源的巨大宝库，可以想象如果说前三次工业革命给人类带来了巨大的财富，那么这次由太空技术引发的“新工业革命”最终将改变整个人类社会的现有模式。那么，中国要想在未来世界中占据一席之地，就离不开航天科技技术。因此，了解和学习航天知识，是科学普及的重要内容。

为此，我们综合了国内外的最新研究成果，特地编辑了《航天科技知识百科》图书，主要包括火箭卫星、航天飞行、外星探测、太空生存、航天员、太空科技与未来太空等内容，具有很强的系统性、知识性和现代性，是我们广大读者学习航天科技知识的最佳读本，也是各级图书馆收藏陈列的最佳版本。

航天飞行篇

航空器和航天器

航空器泛指在大气层内飞行的飞行器，它们必须依靠空气产生上升和飞行的空气动力，其发动机利用大气中的氧气工作。目前世界上已经研制成功的航空器主要有飞机、飞艇、滑翔机、旋翼机、直升机、扑翼机和气球。

飞机按《中国大百科全书》航空航天卷所下的定义是：“由动力装置产生前进推力，由固定机翼产生升力，在大气层中飞行的重于空气的航空器。”因此，无动力装置的滑翔机、以旋翼作为主要升力面的直升机以及在大气层外的航天飞机都不属于飞机的范围。然而在日常生活中，许多人都习惯地将气球和飞艇以外的航空器泛称为飞机。

飞艇是一种有推进装置、可控制飞行的轻于空气的航空器。它是由一个巨大的流线型艇体、一个位于艇体下的吊舱、一个起稳定控制作用的尾翼和推进装置等组成的。艇体内的气囊内充以密度小于空气的氢气或氦气等浮升气体，借以产生浮力使飞艇升空。

滑翔机是一种没有动力装置，重于空气的固定翼航空器。它可由飞机拖曳辅助起飞，也可用绞盘车或汽车牵引起飞。滑翔机在上升气流中可像雄鹰展翅那样平飞或上升，专业人员管这种状态叫作翱翔。在无风情况下滑翔机主要依靠自身重力的分量获得前进的动力，这种损失高度的无动力下滑飞行的专业术语叫作滑翔。

旋翼机的旋翼没有动力装置驱动。它是在动力装置提供的拉力作用下前进的，迎面气流吹动旋翼像风车似的旋转，从而产生升力。有的旋翼机还装有固定小翼面，由它提供一部分升力。

直升机是一种由发动机驱动旋翼旋转而产生升力和拉力的航空器。

扑翼机是一种机翼能像鸟和昆虫翅膀那样扑动的重于空气的航空器。扑动的机翼既产生升力又产生向前的推动力。由于设计扑翼机所遇到的控制技术、材料和结构方面有许多一直未能解决的难题，所以，尽管从1930年就曾试飞成功过扑翼机模型，但它至今仍停留在模型制作和设想阶段。

气球是一种无推进装置的轻于空气的航空器。它由巨大的气囊和吊舱组成。气囊内充以密度小于空气的浮升气体，通常以氢气和氦气居多，使气球升空。

航天器泛指在大气层外的太空中飞行的各类飞行器。目前世界上的主要航天器有人造地球卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机以及空间探测器等。其中航天飞机是第一种跨大气层飞行器，既能在大气中飞行（滑翔），也能在太空中飞行。由于它主要活动是在太空，因而归于航天器之列。航天器种类繁多，用途各异，形状千差万别。有的航天器不带主动力装置，有的则带有大型发动机。但大多数航天器为了保持轨道高度或特定姿态，往往带有许多个小型火箭发动机或高压氮气喷管。推力大者几吨力，小者几牛顿甚至几达因。航天飞机除三台主发动机外，还有多达49个各种小发动机，用于轨道保持、轨道变换、返回制动、姿态控制等。

人造地球卫星是一种环绕地球在空间轨道上运行（至少一圈）的无人航天器。按照用途分成科学卫星、技术试验卫星和应用卫星等三类。科学卫星用于科学探测和研究，主要包括天文卫星和空间物理探测卫星。技术试验卫星用于新技术试验或为应用卫星进行试验。应用卫星用以直接为军事或国民经济服务。应用卫星按基本工作特点分类可分为数据中继卫星、导航定位卫星和遥感卫星；按具体用途可分为通信卫星、气象卫星、环境监测卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星以及截击卫星和多用途卫星等。

空间站是可供多名航天员巡访、长期工作和居住的载人航天器。又称轨道站或航天站。在航天站运行期间，航天员的替换和设备物资的补充可由载人飞船或航天飞机运送，物资设备也可由无人航天器运送。

宇宙飞船是一种能保障宇航员在外层空间生活和工作，并能安全返回地面的航天器，又称载人飞船。它的容积较小，受到所载消耗性物资数量的限制，不具备再补给能力，运行时间有限，不能重复使用。

航天飞机是一种可重复使用的，往返于地球表面和近地轨道之间运送有效载荷的飞行器。通常由火箭推进，在轨道上运行时可在有效载荷和乘员配合下完成多种任务。返回地面时能像滑翔机或飞机那样下滑和着陆。

空间探测器是对地球以外的空间环境、月球、行星等天体以及宇宙进行探测的无人航天器。它包括月球探测器、太阳探测器、彗星探测器、行星探测器以及宇宙探测器（如美国的哈勃望远镜）。

航空器和航天器都属于飞行器，与二者并列的飞行器还包括火箭。火箭是一种靠火箭发动机喷射工质而产生反作用力推进飞行的飞行器。它自身携带全部推进剂，不依靠外部环境（如大气）产生推力或升力，所以既可以在大气层中飞行，也可以在大气层外的太空中飞行。根据推进剂和工质的不同，火箭可分为化学火箭，它采用化学推进剂，如液氢和液氧、液氧和煤油等；电火箭，用电能加热工质产生高速喷射流；核火箭，用核能加热工质产生高速喷射流。按用途火箭可分成三大类：玩具火箭、探空火箭和运载火箭。

玩具火箭在中国古代就已有之。像儿童们喜爱的“地老鼠”、“蹿天猴”属于玩具火箭。探空火箭是将专门仪器设备发射到高空进行高空物理学、气象学研究和新技术试验的小型火箭。它可采用固体推进剂或液体推进剂，可以是单级，也可以是多级。许多国家研制探空火箭已形成完整的系列，小的可发射几千米高，大的可发射到数千千米高。探空火箭是一次性使用。发射升空并达到最大高度后，装仪器设备的头锥部由降落伞回收。

运载火箭是将有效载荷发射到预定地点或轨道的大型火箭。有效载荷是爆炸物（弹头）的运载火箭称火箭弹（无制导）或导弹（有制导）。导弹的种类、型号极多。导弹可按多种特点分类。典型的一种分类方式是按发射点和目标点位置分类，包括地地导弹、潜地导弹、舰地导弹、岸舰导弹、舰舰导弹、地空导弹、舰空导弹、空空导弹。

如果火箭的有效载荷是人造卫星等航天器，则称航天运载火箭或简称运载火箭。目前，美国、俄罗斯、欧洲、中国等都已研制并形成了从低轨道到高轨道，从小载荷到大型载荷的航天运载火箭系列。已经研制成功的运载火箭最大者能将120吨的航天器发射到近地轨道，能将48.8吨有效载荷送往月球。

新兴太空城

空间站，又称“航天站”、“轨道站”、“太空站”，是一种长期运行在轨道上、具备一定试验条件、可供多名宇航员生活和工作的载人航天器。空间站在轨道运行期间，用宇宙飞船或航天飞机接送宇航员、运送物资和设备。

空间站像个家

空间站通常由对接舱、气闸舱、轨道舱、生活舱、后勤服务舱、专用设备舱和太阳能电池等几部分组成。对接舱有多个对接口，其中一部分对接口用于停靠接送宇航员和运送物资的航天器，另一部分对接口为对接新舱体以扩大空间站做准备。气闸舱是宇航员在轨道上出入空间站的通道。轨道舱是宇航员在轨道上的主要工作场所。生活舱是宇舱员进餐、睡眠和休息的地方。后勤服务舱装有推进剂、水、气源和电源等设备，为整个空间站服务。专用设备舱是根据飞行任务而设置的安装专用仪器的舱体，它也可以是不密封的构架，用以安装暴露于空间的雷达和天文望远镜等仪器设备。太阳能电池安装在空间站舱体的外侧或桁架上，为空间站提供电力。

空间站扩大了航天技术应用、空间资源开发的范围和规模，对国民经济、军事和科学研究均有重大意义。已经实现的用途有：医学和生物学研究，地球资源勘测和国土普查，军事侦察和大地测量，微重力环境条件下生产新材料的试验，微重力环境条件下高效、高纯药物生产试验，以及天文观测等。

从“礼炮”到“和平”

前苏联于1971年4月19日发射的“礼炮-1”号，是世界上第一个试验空间站。

1973年5月14日，美国发射了“太空实验室”空间站，它利用“阿波罗登月计划”的剩余物资——“土星-5”号火箭第三级改造而成，是第一个实际投入并长期使用的空间站。在完成使命后，于1979年7月11日坠入大气层烧毁。

前苏联的第一个实用型空间站是1977年9月29日发射的“礼炮-6”号，它有两个对接口，可同时与两艘飞船对接，组成轨道联合体。1982～1991年间在轨道上运行的“礼炮-7”号空间站，接待过11批共28名宇航员。

在“礼炮”系列空间站的成功经验基础上，前苏联于1986年2月发射了“和平”号空间站核心舱，它有6个对接口，两个用于对接运输飞船，4个用于对接其他专用舱体。其后，边使用，边扩展，直到1996年4月，“和平”号最后一个舱段完成组装。此时的“和平”号是一个总重116吨（包括一艘“联盟TM”飞船）、总容积470立方米的庞然大物。但由于资金缺乏、维护欠佳，“和平”号事故不断。世纪之交，俄罗斯一度准备让“和平”号空间站的轨道逐步降低，一直降到402千米的高度，然后由地面控制中心向它发送最后的指令，进入地球大气层自毁。没有烧毁的空间站部件将安全地坠入太平洋。

国际空间站：共同的家

国际空间站又名“阿尔法”空间站，它由美国牵头，包括俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲航天局的11个成员国共16个国家联手筹建，是世界航天史上第一次由多国合作建造的最大的空间工程。

国际空间站的结构复杂，站体庞大，预计投资总额将超过630亿美元，计划于2004年建成，完工后由6个实验舱、一个居住舱、两个连接舱、服务系统及运输系统等组成，是一个长88米，重约430吨的庞然大物，运行时间为10年。

国际空间站可为21世纪的太空提供了一个前所未有的研究场所，是一个长期运行的在轨实验室。空间站将建成载人航天基地、空间工厂或空间试验中心，用于修理人造卫星，发射高轨道卫星和作为月球及行星探测器的中转基地，空间电站建设的后勤基地，新材料、新药物等的试验和生产基地，空间武器的试验基地和空间作战的指挥中心。国际空间站将成为人类在太空的前沿阵地，成为人类开启太阳系之门的钥匙。

建在宇宙空间的实验室

空间站是一个大型的、载人的、在太空能长期运行的人造卫星，是环绕地球运动的半永久性空间基地。空间站是整个航天体系中的重要组成部分。它可以接送来往的人员和物资，并担负通信任务；可以对其他航天器进行后勤保障、维修与保养；可以作为发射平台，把新的人造天体送入太空；也可以利用太空的特殊环境从事科学研究，进行材料加工，完成对地监测、资源勘查、天气预报以及天文观测等任务；还可以与其他航天器在太空对接，组合成更大的轨道联合体，为宇航员在太空长期工作和生活创造良好的条件。

空间站用途很广，鉴于太空中的高真空、高纯净、微重力和高位置，它在科学研究、国民经济和军事上都有重大价值。

1971年，苏联首先将世界上

第一个空间站

载人飞船进入太空，无疑是人类在载人方面取得的一项辉煌成就。但是，由于载人飞船内部空间相当有限，只能乘坐1～3名航天员，狭窄的舱里没有多余的活动余地，很难从事更多的观察科研和生产等活动。因此，科学家们设想在太空建造一个内部空间较大的能在轨道上长时间飞行的工作站，这样，航天员就可以像地面的实验室那样从事科学研究，像地面的车间那样从事加工生产，可居高临下，充分地发挥人的因素，从事军事活动。基于上述原因，20世纪70年代初，前苏联载人航天的重点转向了空间站。

1971年4月，前苏联发射了世界上第一个空间站，取名“礼炮1号”。它重约18吨，长约14米，最大直径4.2米，飞行轨道近地点219公里，远地点275公里，倾角51.6°。“礼炮号”由轨道舱、对接舱和服务舱三大部分组成。轨道舱类似于由直径分别为3米和4米的两个圆筒拼在一起，它是航天员工作、用餐、休息和睡眠的场所。舱内保持着与地面相同的小气候环境，舱内的地板、天花板以及周围的墙壁漆成了不同的颜色，这是为了有利于航天员区别方向时作参考。“礼炮号”在太空长期运行时，航天员的更换和所需消耗物资的补充分别由“联盟号”和“进步号”天地往返运输器承担，因此，“礼炮号”的对接舱是供“礼炮号”与“联盟号”和“进步号”在太空对接时用的，也是航天员进出空间站的出入口。如“礼炮6号”的对接舱设有两个对接口，既可同时与两艘“联盟号”飞船对接，也可用一个接口同“联盟号”对接；另一个供停靠“进步号”飞船用。“进步号”无人运货飞船是专为空间站运转货物而研制的，实为“联盟号”飞船的改型，长8米，直径2.2米，由运货舱、燃料舱和工作舱三部分组成，一次能运货2.3吨，包括燃料、食品、水和氧气等必需品。当“进步号”升空与空间站对接后，自动将货物卸下，并装上空间站不再需用的物品然后自动脱离空间站，其中运货舱与燃料舱在进入大气层后烧毁，只保留工作站继续留在空间。“礼炮号”空间站分科学研究型和军用型两种。前者的主要任务是完成天体物理学、航天医学、生物学等方面的广泛研究，考察地球自然资源和进行长期失重条件下的科学实验。后者主要进行高空照相侦察以及高能武器的可行性实验研究等。自1971年4月至1982年4月，前苏联共发射了7艘“礼炮号”空间站，其中1973年4月3日发射的“礼炮2号”（即“钻石-1号”）1974年6月25日发射的“礼炮3号”（即“钻石-2号”）和1976年6月22日发射的“礼炮5号”（即“钻石-3号”）为军用型空间站，其余为科学研究型空间站或军民结合型。

军用型空间站是由前苏联切洛米伊设计局负责研制的，它属于绝密的“钻石计划”。在空间站的工作舱里装有口径达1米的专用侦察照相机，所拍照片装在特制的密封盒里由运输飞船带回地面。工作站内还装有当时最先进的计算机等操纵设备，研究新式武器的一些秘密装置和探测太空环境的望远镜等。此外，还装备了当时最完备的防御开武系统。在空间站内工作的也全是清一色的军事专家，每个空间站的有效使用期为1～2年。

科学研究型空间站则是由科罗廖夫设计局负责研制的，在发展初期并不顺利。1971年4月19日，由卡拉廖夫设计局负责研制的“礼炮1号”虽然成功地进入轨道，3名航天员在太空逗留24天，创造了新的世界纪录。不幸的是，他们于6月30日在返回途中，当他们发动下降的制动火箭时，因返回舱的一个阀门密封件失灵，舱内空气在极短的时间内大部分漏走，导致航天员全部窒息而亡。但1977年9月发射的“礼炮6号”和1982年4月发射的“礼炮7号”，在技术上有较大改进，安全性和可靠性也有了更大的保障。从“礼炮1号”至“礼炮5号”，每个都只有一个接口，而“礼炮6号”、“礼炮7号”各有两个接口，即它们的前后轴向各有一个对接口。这两个空间站都多次与“联盟号”、“联盟T号”及“进步号”飞船顺利对接。“礼炮6号”接待了16批乘员，“礼炮7号”接待了21批乘员，他们各自肩负使命，在太空多次进行载人对地观测、天文观测和与天气预报有关的高层大气和红外辐射观测，开展了微重力条件下的空间新型合金等材料生产、金属熔化过程的研究和空间焊接，还进行了小球藻的培育、乘员心血管系统的观测等研究。1984年7月17日，前苏联女航天员萨维茨卡娅乘坐“联盟T-7号”飞船进入“炮礼7号”工作了8天。她同另外几位男航天员共同开展科学实验活动。7月25日，她随指令长扎尼别科夫步出舱外，顺利完成了切割、焊接、喷涂等复杂操作任务，共在舱外进行了3小时35分钟的作业。她不仅创造了妇女在太空行走的纪录，而且她在这次飞行后不久完婚，1986年10月喜生贵子，这表明太空生活对妇女生育并无根本性的影响。“礼炮号”的一系列活动，还雄辩地表明人类在太空中具有有效生活和工作的能力，人在环绕地球的轨道上，能从事探测、研究、生产和维修等各种有意义的活动。前苏联不仅是最早发射空间站的国家，开创了航天史上载人空间站的新时代，还曾相继创下航天员在太空持续生活75天，96天，140天等一系列世界纪录。

国际空间站

已经开始动工建造的、迄今为止最大的航天器——国际空间站，是航天史上最伟大的杰作，代表了当今人类航天技术的实力和水平。

国际空间站采用桁架式结构，其结构之复杂和规模之大令人咋舌。它在长达108.5米的桁架上安装有太阳能电池帆板和散热器，其中心部分是居住舱、实验舱，它们是由美国制造的。此外，还有俄罗斯制造的服务舱、研究舱和太阳能电池帆板，日本的实验舱、欧空局的哥伦布轨道设施和加拿大的移动服务系统。空间站宽度达88.4米，几乎有足球场那么大，相比之下，与其对接的航天飞机犹如一个足球。国际空间站重472吨，太阳能电池帆板面积为4000平方米，覆盖的面积超过两个足球场，当它划过夜空时，将像钻石般晶莹剔透，可以用肉眼直接看到。

国际空间站的部件有100多个，需要多次发射升空，并在太空将它们组装起来。预计美国航天飞机和俄罗斯运载火箭共需发射45次，宇航员要进行舱外活动1100小时，其技术难度和风险是巨大的。建成后，空间站上可居住6～7名宇航员，可以在太空运行10年。它的轨道平均高度为350千米，运行时速为2.8万千米，绕地球一圈只用90分钟，运行期间可看到地球总表面积的85%。

国际空间站的建站计划长达10年，分为三个阶段。1994年到1998年6月为第一阶段，主要是完成技术攻关和建站的一系列准备工作。1998年6月至1999年6月为第二阶段，进行主要装置的发射，建成核心部分，可具备3名宇航员在轨工作、开展科学研究的能力。此阶段共需进行15次发射。从1999年7月到2003年12月为第三阶段（现在已推迟到2006年），这阶段将全面完成所有装配任务，将美、俄、加、欧空局、日制造的各种舱段和桁架结构按顺序发射并组装起来，还能具备6～7名宇航员在轨工作的能力。此阶段共需发射30次。建成后，它将成为真正的太空研究试验机构。

美国“天空实验室”

1979年盛夏，时值国门刚刚打开，神州大地一时盛传这样的紧急通知：有一个离轨的外国航天器将于几日内坠毁，并有可能坠落在我国境内，要求大家密切注意情况，并协助保护好现场云云。好奇与担忧的心情一时遍于国中。没过几日，这位不速之客终于在南印度洋和澳大利亚西部地区人烟稀少的地带坠落，时间是7月12日。它就是名噪一时的“天空实验室”。“天空实验室”是美国建造的大型载人轨道空间站，它于1973年5月14日发射，曾先后接待了3批9名宇航员，考察了长时间的空间飞行对人体心理和生理的影响，探测了太阳、彗星的种种奥秘，拍摄了2000多张地球资源照片，在取得累累硕果后，于1974年2月关闭停用。由于它位于空气十分稀薄的435千米的高空，预计可运行到1983年，而结果却提前4年坠毁了。这是为什么呢？原来是太阳黑子作的怪。设计者也许疏忽了一点：1983年前要遇到一次太阳黑子高峰年。此时，由于太阳黑子活动的加剧，导致整个地球大气层上涨，这样，“天空实验室”的轨道就陷入较稠密的大气之中，它很快就因精力衰竭而“夭折”。

进入空间站

空间站也叫航天站，是20世纪80年代的“宠儿”，被人们喻为航天器中的一代天骄，还有人称它为巡航在太空的航天母舰。前苏联称其为航天站，美国则称为空间站。

自从1971年前苏联发射第一个“礼炮”号航天站以来，已有10个航天站进入太空，其中前苏联8个，美国1个，西欧1个。目前只有“和平”号航天站仍在太空中运行。

世界各国在航天站的发展过程中，各走各的路。前苏联从飞船到航天站；美国从飞船到航天飞机，再到永久性航天站；欧洲则依靠美国“一步登天”。

前苏联的航天站至今已发展了三代，“礼炮”1～5号航天站属第一代，“礼炮”6～7号航天站属第二代，现在太空大显身手的“和平”号航天站是第三代的代表。美国60年代末搞登月飞船，轰动全球，然而耗费巨资，实效不多。70年代初利用登月剩余物资拼凑了一个名叫“天空实验室”的航天站。美国现正从航天飞机转向航天站。目前在集中精力研制长百米、重百吨的大型永久性航天站。欧洲人虽然没有掌握返回卫星技术，也没有载人飞船，但是，他们很早就看出了航天站的实际效益和光辉前景。

航天站是人类开拓天疆的前哨基地。人们从多年实践中积累了丰富的经验，而且在天体物理观测、生物医学、冶金、人体科学，以及对地观测等方面取得了丰硕成果，为国民经济、科学和军事部门提供了大量有价值的资料。人们可以预见，航天站将会创造出许多地面上难以想象和无法实现的奇迹，给人类带来巨大的利益。例如，在航天站上没有对流和沉淀；就能获得非常纯净的药物，可大量提取治疗脑血栓的尿激酶和各种抗癌药物，也可以从中草药中提取地面上难以获得的珍贵的有效成分。β细胞是产生胰岛素的胰脏中的一种特殊细胞，在太空能很容易地将β细胞与其他细胞分离开来。如果将β细胞移植到人体中，体内就能持续产生胰岛素，糖尿病就能得到根治。用β细胞消灭糖尿病，对挽救人们的生命、降低医疗费用具有深远的影响。

航天站也为制造纯度极高的晶体提供了条件。在地面生产晶体时，对流影响了纯度，破坏晶体的均匀度，这种晶体制成的集成电路块，大部分要报废。但是，在太空失重状态下生产的晶体，没有对流的干扰，几乎是无瑕的，废品率很低。在太空制成的晶体完美无缺，加工方便，还可以做出超大规模集成电路块，这样既能保证计算机的可靠性，又大大提高了计算机的速度，而且还为制造巨型计算机提供了基础。

光导纤维是大有前途的新产品。制造光导纤维离不开超纯玻璃，因为玻璃越是纯净，玻璃纤维传播信号的距离就越远。利用太空环境改进光导纤维的制造工艺，制造出优质的光导纤维，对光导通信的发展具有重要意义。

空间站的军事潜力很大，可以周而复始地对地面军事自标进行侦察，可以拍摄地面的大炮和坦克、空中的飞机、海上的军舰，其效果比侦察卫星还好。

空间站还可以进行空间攻击和作战指挥。它可以携带各种武器参与空间战争，如摧毁敌方的卫星或导弹，或向地面发射导弹，摧毁敌方的地面战略目标等。空间站居高临下，俯视全球，除可以直接参战或支援陆、海、空的作战之外，还可以取代被摧毁地面作战指挥中心，在太空进行作战指挥。

费用昂贵的空间飞行

美国在空间时代18年的载人空间飞行中，发射了“水星”号、“双子星座”、“阿波罗”、“天空实验室”、“阿波罗”一“联盟”对接以及1981年4月投入飞行的空间运输系统，总耗资达450亿美元。美国宇航员的最长飞行是最后一次“天空实验室”飞行，历时84天。前苏联在28年里一直未中断载人空间飞行，发射了“东方”、“上升”、“联盟”、“礼炮”站、“联盟T”和“联盟TM”、“进步”运输飞船（M）以及“和平”空间站。前苏联宇航员最长飞行时间是326天。1989年5月，前苏联空间管理总局局长亚历山大·杜巴耶夫在一次记者招待会上第一次公布前苏联载人空间飞行费用。他说：“自从1986年以来在空间载人计划上已耗资147亿卢布（相当235亿美元），获得60万美元的收益。”至于1971～1986年“礼炮”系列的15年飞行的花费从无披露。前苏联曾透露“和平”空间站6个对接口对齐需35亿卢布。美国和前苏联既然拥有各种各样的军用卫星，为什么还不惜耗巨资进行载人空间飞行？能不能用自动化卫星取代人在空间的工作？人在空间到底起着什么样的作用？前苏联载人飞行得到的东西，已证明是不能用其他方法获得的。在空间站上人机结合，能发挥极大威力。人在空间不仅进行各种科学实验、宇宙观测，在站上还能观测气象，向地球准确地作出3天的天气预报。

美国在执行“阿波罗”登月计划时期，有些科学家反对载人空间飞行，认为费用昂贵，危险性大，完全可以用自动化卫星取代。但坚持载人空间飞行者认为，人不仅有视力和大脑思维，而且有双手操作空间站上极复杂的装置。就空间科学、空间加工材料、新工业产品以及空间药剂生产来说，都需要男女宇航员亲自操作。尽管美国和日本研制出在空间站上用的高性能机器人，但出站捕捉和回收卫星、修理卫星仍需要人操作。例如，1984年4月，美宇航局宇航员出舱乘载人机动装置作空间自由飞行，抓住了1980年发射的一颗出故障的太阳峰值观测卫星，拉到航天飞机附近，操纵遥控机械臂将其拖进运货舱内。宇航员更换了引起姿态控制系统失灵的保险丝后，又把卫星送回原轨道。接着，1984年11月，宇航员仍乘载人机动装置到空间，抓回两个月前发射的两颗未进入预定轨道的通信卫星（一颗印尼“统一B2”，一颗美国“西联星-6”），回收到运货舱内，带回地面修理，以备重新发射。“国际通信卫星-6”的第二颗于1990年3月用“大力神-3”发射失败，卫星进入低轨道，国际通信卫星组织决定花1.3亿美元由航宇局于1992年2月用“奋进号”航天飞机回收，拟给卫星安装一台重9吨的固体推力器，再点火推到静止转移轨道。航宇局正在训练宇航员如何在空间安装发动机。此外，航宇局还拟回收出故障的“陆地卫星-4”。以及其他卫星，这些工作只有人才能进行，高性能的智能机器人也不能取代人在空间的作用。在空间进行各种有关军事活动，更需要军人宇航员。从经济观点考虑，人在空间站需要地面监控站24小时轮流值班监视，一旦发生不测，可以立即得到命令返回地面。美航宇局科学和空间应用处的罗伯特·索科洛斯基于1990年6月29日对美国《空间新闻》记者说：“每逢人在空间站上，宇航员整个安全系统费用猛增。”空间载人飞行费确实是昂贵的。

空间站时代的来临

人造地球卫星发射成功，是人类进入空间时代的标志，而空间站的实现，则是空间站时代的开始。那么，什么叫空间站，什么叫空间站时代呢？

空间站实际上是一种可以住人的大型人造地球卫星。所以，又有人称它为围绕地球旋转的“活动房子”。“房子”里除了人造卫星常有的各种仪器设备之外，还有一系列满足人们饮食起居的生活条件。同时人住在里面可以积极从事各种科学试验。

美国宇航局已经制订了可以供50人或100人乘坐的半永久性的大型空间站计划。如果这个计划果真实现，它将是人类进入空间时代以来，继阿波罗登月之后的又一个里程碑。这是因为，这样的空间站即使只有一个，它也足以完成美国、前苏联研制的各种实用卫星（即通信卫星、气象卫星、地球资源卫星、海洋卫星、军事侦察卫星、天文观测卫星等）所担负的全部使命。

如果在空间站上装配大型天文望远镜，就可以得到极为清晰的天体和星云的照片与画像，而由此所得到的天文知识，将远远超过过去5000年的地面观测所积累的全部知识，这大大有助于探索宇宙的奥妙，是多么令人欢欣鼓舞呀！

由于上述原因，前苏联很早就注意到了空间站的实用价值，并且于1971年6月发射了可以乘坐人的小型空间站“礼炮1”号，可惜在返回地面的旅途中，飞船漏气造成了无可补救的严重事故，宇航员全部丧生。

不久美国发射的“天空实验室”，破天荒地取得了巨大成功，从而揭开了真正的空间站时代。当然，“天空实验室”的发射和旅行，也不是一帆风顺的。

1973年5月1日从“肯尼迪空间中心”发射了“土星5号”火箭。而火箭头部的“天空实验室”，就是由第三级火箭改制而成的。发射后10分钟，“天空实验室”进入高度为435千米，轨道倾角为50度的圆形轨道。

但是，话还得说回来，在发射后的63秒“天空实验室”发生了事故，涂有防热层的微流星防护罩，由于提前打开而被强劲的高速气流无情地撕毁了，并且每一块太阳能电池板吹到九霄云外去了，剩下的一块又被防护罩碎片紧紧地缠住，致使无法打开，结果实验室不仅丧失了一半电力，也丧失了对太阳直射的防护能力，舱内温度直线上升，竟高达55摄氏度左右。

由于大难临头，美国不得不延期发射与“天空实验室”对接的“阿波罗”飞船，而制定切实可行的救急计划。5月，25日上午9时，阿波罗飞船飞向宇宙太空。飞船上有三名宇航员，他们是经验丰富的指令长查尔斯·康拉尔德（他参加过阿波罗12号的登月飞行）；医生约瑟夫·克尔温和保罗·韦茨。这艘飞船由指令舱和服务舱两部分组成。飞船起飞后，首先进入近地点为150千米、远地点为230千米的低椭圆轨道，随后服务舱的火箭发动机点火，飞船和飞行在高轨道上的“天空实验室”靠拢、对接，于是三名宇航员立刻开始了紧张的活动。

首先宇航员从“天空实验室”的观测窗口将遮阳伞伸到窗外，伞自动打开遮挡阳光，后来又架设了遮阳的顶篷。劳动换来了成果，5月27日，“天空实验室”内的温度，终于降了下来，宇航员可以在里面生活和居住了。6月8日指令长勇敢地爬出舱外，用工具切除了缠绕在电池板上的防护罩碎片，使剩下的一块太阳能电池板开始工作。至此“天空实验室”的营救工作宣告成功了。发生事故，当然是大不幸，但它却告诉人们：惊险而复杂的修理工作，在茫茫的太空中也是可以进行的。

三名宇航员作为“天空实验室”的第一批主人，在上面逗留了28天又50分钟，于6月23日离开“天空实验室”，乘着阿波罗飞船安全地返回了人类的故乡——地球。

接着7月28日由阿朗·比恩指令长、奥恩·加利奥特和贾克·鲁斯马组成的第二批宇航员，乘飞船顺利到达“天空实验室”，在宇宙太空生活了59天。

第三批去“天空实验室”的光荣使者，是指令长吉拉尔德·加，威利阿姆·波格和埃德瓦德·吉布逊，他们从1973年11月16日乘兴而去，至1974年2月8日凯旋归来，在宇宙太空度过了颇有意义的84天，他们还在太空迎来了新的一年。

如前所述，“天空实验室”是由“土星5号”火箭的第三级改造而成，因此它的大小也与“土星5号”火箭等量齐观，长17.8米，直径6.6米，重88吨。当它和阿波罗飞船实现对接时，全长为36米。“天空实验室”的主舱长15米，内部空间300多立方米，这相当于一间100平方米的会议室，作为空间站能有这样大的房间，是蔚为壮观的。舱内又分为上下两层，上层为工作区，下层是生活区。在上层安装着实验设备、水箱和库房，在下层有厨房、卧室、盥洗间、厕所、浴室乃至垃圾桶等，真可谓考虑周密，应有尽有。在工作区和生活区中间有网格形地板相隔，在楼板中央开有一个洞代为楼梯。宇航员上下楼既不用电梯，也用不着费劲地上下走动，要想上楼，只要稍一蹬足，就可以飞身而上，而用手轻轻地推一下天花板，他就能轻易地返回楼下，上楼下楼，来去自如。

三批宇航员在“天空实验室”总计长达171天的飞行中，争分夺秒地进行了多达90种的各类科学试验，其中包括太阳观测、地球资源勘察、空间技术、医学生物等许多学科。医学实验表明，人在长期失重的条件下，依然能够正常的生活和工作，这对于人类移居太空的大胆设想，是一个有力的支持。更为有趣的是，宇航员根据一位女大学生的建议，做了蜘蛛结网的实验，结果可爱的蜘蛛，在失重的环境里，还是结出了比较稀疏的网，这说明生物有生存于太空环境的能力。宇航员们还按预定计划，在宇宙太空进行了新材料、新工艺的研究，利用失重和高真空的特殊条件，冶炼了高质量的单晶硅、泡沫钢和其他一些合金。尤其使天文学家们羡慕的是，宇航员们还对75000年才能在地球上看到一次的科霍特彗星，进行了详细的观测。

1974年2月最后一批宇航员满载而归之后，“天空实验室”就停止了工作，不再接待“客人”。从此以后，它就像无人照管的“孤儿”一样，在宇宙太空毫无目的地游荡了五年零五个月，于1979年7月1日葬身于南印度洋和澳大利亚西部，了却了它显赫的一生。

面对美国的成功，前苏联也不甘落后，奋起直追，它发射了六艘“礼炮”号空间站，其中1977年9月发射的“礼炮6”号，取得了大为可观的成果，甚至在某些方面超过了“天空实验室”。“礼炮6”号与“天空实验室”相比，就结构和规模而言，前者可谓稍逊风骚。“礼炮6”号长约16米，最大直径约4.2米，重量大约仅为“天空实验室”的1/5，内部空间也比较狭小，只及后者的1/3。它的基本部分是一个工作区和生活区合二而一的工作舱。舱内众多的科学试验设备和丰富多彩的生活设施，交错的排列在一起，整个舱内满满当当、严严实实，只在中间保留了一条很窄的通道。“礼炮6”号由三块太阳能电池板供电，总面积60平方米，发电量为4千瓦。

空间站与地面之间的运输工具是“联盟”号飞船，船上可以乘坐两名宇航员。“礼炮6”号自1977年9月发射，直至1979年8月，先后由15艘飞船，接送了七批共14名宇航员。站内人数最多时达到了4人。

美国的“天空实验室”上的宇航员，所需要的氧气、食物和水诸物，都在发射时一起携带，中途不再补充，这样三名宇航员只要在上面工作半年，全部给养就会消耗个一千二净。而“礼炮6”号与此相比，它能不断用“进步”号无人飞船运货上天，补充给养，所以宇航员能够在上面生活较长的时间。比如1978年进站的两批宇航员，在上面分别生活了%天和140天，而1979年2月26日飞天的两名宇航员，在“礼炮6”号上生活了175天，这远远超过了美国宇航员在“天空实验室”生活84天的最高记录。“礼炮6”号配有变轨发动机，它的作用是，当空间站在运行过程中，因空气阻力而降低了轨道时，能使空间站的轨道提高，保证长期运行，不致陨落。据称，“礼炮6”号预计在宇宙太空工作5年，宇航员在上面生活的时间，将延长到半年。我们当然应当密切注视着它所取得的每一项进展。

世界航天技术的发展，使人们进一步认识到太空将是人类生存的第四大自然环境。人们通过进入太空的实地考察，更加深入地理解和亲身感知到，太空具有地球大陆、海洋和稠密大气层三大自.然环境所无可比拟的微重力、高洁净、高真空、大视野的独特自然环境。利用这个独特的自然环境从事各种实践活动，必将带动和推进各个高技术领域的迅猛发展，带来巨大的经济、社会和军事效益。因此，在发射人造地球卫星和载人飞船以及载人登月之后，前苏联、美国、西欧等国都先后发展了这种可长期滞留太空，进行各种生产、生活和科学试验的载人空间站。

作为航天技术发展的另一种应用手段的空间站，在美国称“空间站”，而前苏联叫“轨道站”，是一种能载人的从事太空活动的巨型人造卫星体。它是由一艘或几个舱室连接组合成的航天器，站里有保证空间航行管理所需要的仪器设备、从事各项太空实验和工业生产设施、保障宇航员正常生活的必备条件。这种航天器不仅可以用来进行太空实验、工业生产，在国民经济建设中具有重要作用，而且可以作为空间军事基地进行作战指挥、控制、侦察、通信、反卫星、反导弹以及在空间进行维修航天器。新一代空间站可长期在空间轨道上运行，由单个舱室发展成由核心站和若干个自由飞行的航天器组成一个宠大的“复合体”，可在站上维修更换仪器设备，由航天飞机或货运飞船及时补充工作和生活用品，轨道低了还可以自行推高。这样，它就可以长留太空，成为“永久性空间站”。站上工作人员也可长期正常生活和工作，成了真正的“天上人间”。同时，空间站又可成为人类飞往月球和火星，以及其他星际旅行的中转站，为人类开发宇宙、利用宇宙创造了重要的条件。

自从1971年前苏联发射第一个“礼炮”号空间站以来，全世界已有10座空间站进入太空，其中前苏联8座（“礼炮”1-5号为第一代，6～7号为第二代，第三代是“和平”1号），美国1座（“天空实验室”1号），西欧1座（“空间实验室”1号）。1992年只剩下一座（“和平”1号）仍在太空运行。实际上这10座空间站因技术水平不够，还远不能称为“永久性”航天站。

在这幼年间，空间站在太空运行中进行了大量科学实验，取得了多方面的科研成果和经济、技术、军事效益，引起人们的高度重视。有条件的国家都在进一步抓紧研究、论证、试验和研制工作。从总体上看，这种处于极重要地位的特大型航天器，将是跨世纪的新一代“天骄”。

人造太空“小天地”

迄今为止，各国人造卫星、载人飞船和各类宇宙探测器，由于受到外廓尺寸、起飞重量、工作空间、生活条件，以及能源供应等多重条件的制约，多数只能执行短期的（几天至几个月，最多几年）、单一的（诸如通信、导航、气象、侦察和星空探测等）航天任务。因此，30多年来世界各国只好频繁地发射，至今已成功地进行了4000多次航天发射，平均一年120次，几乎每三天就有一次成功发射。其中有不少是属干科学试验，包括航天器本身的验证性发射、特殊任务的特殊发射和随着技术不断发展促使的应用范围扩展的发射；而另有相当大的一部分则是由于航天器本身寿命到期或航天器功能所限不得不进行多重组网的发射。这样，就使得发射费用宠大、运载火箭坠毁、航天器本身被迫放弃，并造成太空垃圾骤然增多等多种损失，特别是经济损失巨大，使航天事业发展受到一定制约。航天飞机的发展，虽然已部分解决了重复使用和在轨道上执行发射任务的问题，但仍没有一个可靠的长期停靠的轨道空间站可供使用。这就需要发展一种能长期滞留轨道上、体积空间较大、可完成多重综合任务的巨型航天器。这正是空间站产生的内在原因。

日行百万里的科学实验室

空间站比一般航天器规模宏大、容积宽阔、配置设备多、能源供应足、机动动力大，不仅可装载更多的仪器设备和更多的航天乘员，执行多种综合任务，更重要的是它的长寿命，这是一个突出的特点。空间站能在轨道上运行5年、8年（“礼炮6”号工作了5年，“礼炮7”号工作了8年），甚至更长的10年、20年、30年。只要能及时供应、维修、局部更新，就可以长期运行下去。而供宇航员工作、生活的必需条件犹如在地面一样，可使宇航员较长期驻站，也可定期不定期轮换。

空间站上配置多种专用仪器设备，可供宇航员进行多种工作，一人多事，或多人一事，根据工作需要，合理搭配组合。空间站上的宇航员能充分发挥人的独特功能，可根据视觉、触觉等直观观察，准确判断所需考察的各种现象，遇有意外情况也能及时正确处理。一句话，可以发挥人的主观思维能力，完成机器不能替代的工作，在轨遣上进行各种操作，实时处理各种信息，以及与地面站及时进行通信联络，沟通情况等。

空间站的仪器设备可供长期反复使用，有了故障可及时修理、更换，充分发挥其长效作用。空间站的运行轨道可利用自身的机动动力系统及时调整，保证在预定的或需要变动的轨道上长期运行。空间站上工作、生活的必需品、原材料、加工的产品和考察、侦察的音像资料等各种物资，只需少量的载人（货运）飞船或航天飞机往返运输，就可以保证空间站长期运行下去。

因此，说空间站是天上人间，就意味着它应具有如下7种设施功能：一是轨道实验室，配备完备的各种实验设备条件；二是长期观察台，具有各种光学、雷达、无线电、红外、激光等观测和侦察设备；三是物资贮藏库，能存放、周转各种物资；四是生产装配车间，具有可进行各种太空产品生产的条件；五是空间转运港，包括物资、设备、航天器和人员转运，犹如一个地面上的中转站一样；六是生活寒馆，能为宇航员提供正常的犹如地面高级宾馆一样的生活条件，不仅具备衣、食、住、行的各种条件，还有足够的活动空间和设施供宇航员休息、娱乐、锻炼身体等设施；七是空间站自身生存力，包括保持轨道运行、防护自救等设施。

如用上述条件来衡量，已经进入太空的空间站，有的部分地达到上述要求，或说基本具备；有的则相差甚远，既无法保证其长寿命，也无法提供足够的工作、生活条件。因此，只能说是一种理想空间站的雏形，真正条件较好的唯一一座就要属“和平1号”了。

空间站的七大功用

一般说，根据空间站的功能，它具有七大用途：一是进行科学实验，利用站上各种实验室和舱外平台等设施，可进行各种科学实验活动，包括生命科学、生物工程、天文观测、对地探测和空间环境考察等多种空间学科的研究实验；二是开发空间资源，利用空间站“得天独厚”的有利位置，可获得诸如超高空、超洁净、超真空、超无菌、超微重力以及超阳光辐射等地面所不可能具有的自然条件，进行多种生产、科研活动；三是发展空间产业，利用站上所获得的空间资源，进行特种材料加工和医药生产以及种种新产品生产；四是进行高新技术试验；利用站上的特殊环境条件，进行通信、太阳能、空间推进、对地遥感等多种技术领域的实验工作；五是在轨服务，可在站上对本体维修，还可对其他航天器进行维修，设备的更新换代，建造大型空间设备等服务活动：六足太空驿站，可作为飞往月球、火星等各大行星的过渡站、加油站、换乘站、供应站等；七是军事作战，这是所有航天器的共同用途，但空间站有着独特的有利条件，成为外层空间的第四战场指挥中心，可从事各种军事活动，包括侦察、照相、太空兵器发射和试验、指挥控制、协调联络等，无疑可成为“天军”作战司令部。

空间站的基本结构

一般空间站的基本构架，由大型运载火箭发射人轨，本体可以载人人轨，也可先不载人，随后上人；或短期上人，长期自行工作。根据需要，随后发射货运飞船或航天飞机把有效载荷运送人轨与之对接，采取积木式建造逐步扩展。

空间站通常由本体即中心构架、对接舱、气闸舱、轨道舱、生活舱、服务舱、专用设备舱和太阳能电池阵列板等组成。

对接舱　用于停靠飞船、航天飞机和各种航天器，一般有两个以上，开始的“礼炮”1～5号只有一个对接舱口，到“礼炮”6～7号增为两个，而“和平”1号已达6个，未来的航天站将有12个至20个。

气闸舱　用于密压舱段与真空空间之间的隔离段，为宇航员进出站内外提供必经的过渡通道，设有两道舱门，分别与密压舱和外壳舱相连。一般宇航员要在气闸舱内吸纯氧至少3.5小时才能出站活动，这叫“吸氧排氮”的“人体处理”。

轨道舱　用于宇航员的工作场所，包括实验室、加工室、空间站控制室和修理间。舱内形成了和地球常规环境、压力、温度、湿度等地面自然条件相同的人造环境条件。

生活舱　用于宇航员食、住和休息娱乐，一般设有卧室、餐厅、卫生间等，宇航员还能洗澡，沿“微型跑道”跑步，骑“自行车记功器”锻炼身体，以及散步；看电视，与地面通过可视电话进行聊天、联络等。其舱内自然环境条件也和轨道舱一样。

服务舱　用于装备推进系统，即作为机动转移、调姿、加速、减速、侧滑等动力设置，气源和电源等能源保障设施，供全站使用。

专用设备舱　根据特定任务而设置的可安装专用仪器设备的舱段，如空间探测器、天文望远镜、各种测试仪、电视摄像机以及遥控侦察照相机等。

太阳能电池阵列板　是站载各种设施的用电电源。

尽管已上天的空间站经过不断改进完善，工作条件和生活环境已有了很大改善，但仍是风险度很大的一个特殊空间。首先，来自轨道上的外界威胁，时刻困扰着宇航员，不要说人为的有意的袭击和巨大的不明飞行物的撞击，就是仅仅一颗重量只有10毫克的微流星，若与每秒数十千米速度飞行的空间站相撞，就可能击穿其舷窗玻璃，更大的微流星则会击穿其舱壁，使站内空气迅速泄露造成使人窒息而死的严重事故。还有，舱内如失火、气体爆炸、重要机器失灵，都可能导致人身伤亡。因此，在空间站外通常都停靠着一艘载人飞船，随时准备救援。这种救援船，有人就叫它“轨道救生艇”。

此外，当今的空间站还有许多重大技术问题有待解决。例如，空间站上的生活用水、用氧和食品，都要从地面派货运飞船送上去，仅此一项三名宇航员一个月生活就需1吨氧、水和食品；今后要长期驻站生活，非靠自给自足不行，如何解决是个难题。再如，宇航员走出舱外要经“吸氧排氮”，费，时费力，也不适应经常要进出舱口活动的需要，也要设法解决；还有，站上能源供应紧张，太阳能电池只有4千瓦，远不够用，这些都要进一步改进。

空间站的总体结构形式也在不断改进。开始时是舱段式的，后来改为多对接口复合式，现已开始向桁架挂舱式发展。

目前已上天的空间站实质上都不是永久性的，所谓“永久性空间站”是指在长寿命基础上增加轨道上的替换、补给和维修能力，使空间站的寿命延长到不再需要时为止。

因此，空间站的概念也在不断变革，从“长寿命”（5～10年）到“永久性”（无年限）是航天技术的一大飞跃和突破。有史以来，空间站上天的并不多，只有10座，但空间站的重要性促使科学家们对“永久性”空间站的概念不断扩大，已突破了由单一密封舱段组成的整体，发展为一列“太空列车”的航天器群，除包括大型中心桁架、多个密封舱、非密封舱和太阳能帆板外，还包括同轨平台、极轨平台、轨道机动飞行器、轨道转移飞行器（即“空间渡船”）、“太空自行车”、跟踪和数据中继卫星等。这些航天器都是隶属于永久性空间站的一部分，是空间站的有机群体，可以完成更繁杂、更宠大的各种航天任务。

从宏观上看，当代空间站都属于短寿命或长寿命的两种类型，未来的空间站将有两个发展趋势，即一种是大型的永久性载人空间站；另一种是短期上人，长期自主工作的小规模空间站。前者就是美国正在研制的“自由”号永久性空间站；后者就是美国于1993年发射上天的“空间工业设施”。事有凑巧，1990年5月，在日本东京召开的第17届国际空间技术和科学会议上，日本也提出了一种短期上人，长期自主工作的“载人服务平台”的设想。各国将根据各自实际条件，选择自己的发展道路。

空间站上的生活设施

空间站既令人向往，又含有几分神秘。美国将在太空建立永久性空间站。居住在地球上的每一个人，谁不想了解宇航员在太空中将是如何生活的呢？

空间站厨房设备相当齐全，有冷藏柜、冰箱、洗碟机、垃圾压实机和两台对流恒温器。更令人高兴的是，它还有一台自动化存货报表控制系统，可以自动记录下被吃掉的食品，通知地面供应站，下一次飞往空间站的航天飞机应带来什么食品。厨房里的餐桌，既可做工作台又可做游艺桌用。桌面是磁化的，可以吸住刀、叉、匙、剪、棋盘等。空间站上有微波炉，宇航员已不像航天飞机的宇航员那样吃加水复原的脱水食品。在空间站的厨房里，用极短的时间就可以把饭菜烹饪好。空间站上的8名乘员将在一起吃饭，每人每餐都可以吃到3盘热乎乎的食品。

你也许会问，在空间站密封的环境里烹调食物，如何把产生的气味与烟雾排走呢？不必担心，厨房里装有一台特殊的催化转换器，它能把气味和烟雾化为乌有，以保持空间站内的清洁。

空间站的盥洗室由两部分组成，一是配有淋浴、小便池和洗脸设备的个人卫生间；二是配有马桶和小便池的废物管哩舱。这两部分之间用拉门或卷帘隔开。

由于失重，宇航员都有一个自己使用的尿壶。它是像漏斗一样的奇妙装置，与一软管相连。软管中有气流流过，把尿吸出并排走。

在太空洗澡别有一番情趣，浴室是一个密封的小隔间，以防水飘浮到外面去引起站内的电器短路及其他麻烦事。

未来空间站上用的洗衣机是用一个囊袋把衣物和水包起来，使两者在失重状态下混合在一起。洗衣机的中间没有波轮，它靠囊袋外面的洗涤器转动，通过摩擦力带动衣服和水旋转。衣服洗完后，洗涤器外部的离心机筐将旋转，借助离心力把水甩出。当然用过的水还要进行净化回收，以便再使用。洗衣机内还设有烘干箱，它可以把洗净的衣删艮快烘干。

为了保证宇航员有一个舒适的睡眠环境，在未来空间站里，将把生活区和工作区用一些专用设备区隔开。在专用设备区里，只有机器设备运转时发出的轻微嗡嗡声。这样，当正在上班的宇航员在过道里走动时，就不会惊醒正在酣睡的宇航员。

宇航员都将有一个4.25立方米的个人宿舍，摆有各种各样的家庭用品，如图片、书籍、磁带录音机、盒式磁带录像机和电视机等。这不仅可为宇航员提供一个舒适的睡眠环境，也使宇航员有一个独处的空间。

未来空间站的厨房旁边设有可容纳全部宇航员的活动室。它既是餐厅，又是会议室，还是风景观赏地和娱乐中心。室内配有电视机、录音机、录像机、书刊、写字台以及摄像设备。

集体活动室和个人卧室的电视机是一种多用途设备。宇航员既可用它与地球上的家人见面和谈话，实时收看电视节，目，又可以把它作为与地球上的飞行控制系统进行联系的槐频装置。

空间站空间大，舱室多，为宇航员提供了舒适的生活、工作及娱乐、锻炼等设施，人们将愉快地生活在“天堂”里。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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